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A-SPICE(Automotive SPICE)とは?レベルやモデル、プロセスなど解説

A-SPICE(Automotive SPICE)とは?レベルやモデル、プロセスなど解説

自動車の高機能化に伴い、ソフトウェア開発プロセスの品質と一貫性を確保する重要性はこれまで以上に高まっています。A-SPICE(Automotive SPICE)は、そのための共通基準として自動車業界で広く用いられており、開発組織に求められるプロセスの枠組みを明示しています。

本記事では、A-SPICE を初めて学ぶ読者が理解の土台を築けるよう、基本的な考え方と全体像を整理します。規格本文を参照する前の導入資料として活用いただければ幸いです。

A-SPICE(Automotive SPICE)とは?

A-SPICEは「Automotive Software Process Improvement and Capability dEtermination」の略称であり、直訳すると「自動車ソフトウェアプロセス改善および能力決定」を意味します。

A-SPICEは、自動車メーカーや部品などのサプライヤーが実施するE/E(電気・電子) システムおよびソフトウェア開発プロセスの品質と効率を客観的かつ体系的に評価・改善するためのモデルです。

ベース規格

国際標準規格であるISO/IEC 330xxシリーズ(旧ISO/IEC 15504、通称SPICE)をベースとし、ドイツ自動車工業会(VDA)が中心となり自動車産業特有の要求を加えて策定・維持されています。

目的

自動車メーカー(OEM)がサプライヤーを選定したり、開発プロジェクトの状況を監視したりする際の客観的な評価基準として活用し、サプライヤーはこれを通じて自社の開発プロセスの弱点を特定し、継続的な改善を図ることができます。

現状

A-SPICEは法規ではないので、そのアセスメント結果が低いからといって、取引ができないことではありません。ただし、取引を継続するかの参考基準にはなります。そして、開発規模が大きいからといってレベルが高くなる訳でもありません。それぞれの開発関係者がA-SPICEを理解し、各プロセスで守るべき内容や残すべき作業成果物を随時チェックしながら開発を進めることがA-SPICEの適用を推進する重要なポイントです。

用語解説

A-SPICE規格本文の理解を助けるため、A-SPICEに定義された用語の一部を記載します(図表1)。他の用語や略語はA-SPICEの本文を参照してください。

用語

説明

システム エレメント
 [System Element] 

 

システムエレメントとは以下を指す。

• アーキテクチャおよび設計レベルにおける論理的かつ構造的なオブジェクト。システムエレメントは、適切な階層レベルで、アーキテクチャや設計におけるより詳細なシステムエレメントへと分解可能。

• これらのオブジェクト、またはその組み合わせを物理的に表現したもの。 

例: 周辺機器、センサー、アクチュエータ、機械部品、ソフトウェア実行可能ファイル

ハードウェア部品
[Hardware part]  

HWの基本的なエレメントのことで、その目的および機能をこれ以上細分化したり分離したりすることはできない。

例: トランジスタ、抵抗器、ダイオード、非実装のPCBなど

ソフトウェアエレメント
[Software element]  

「システムエレメント」のソフトウェア版として扱われる。特定の階層を指す言葉ではなく、「ソフトウェアの部品」全般を示す。ソフトウェアアーキテクチャや設計における最上位の総称。

ソフトウェアコンポーネント
[Software component]  

設計および実装を重視したプロセスにおけるソフトウェアコンポーネント。

ソフトウェアアーキテクチャでは、コンセプトモデルにおける最下位のソフトウェアコンポーネントになるまで、ソフトウェアを適切な階層レベルでソフトウェアコンポーネントに分割する。ソフトウェアアーキテクチャや設計における上位~中位の位置付け。

ソフトウェアユニット
[Software Unit]  

設計および実装を重視したプロセスにおけるソフトウェアユニット。

ソフトウェアコンポーネントの分解の結果、ソフトウェアはソフトウェアエレメントを表現したソフトウェアユニットに分解される。ソフトウェアユニットは、これ以上細分化しないことが決定されたものであり、ソフトウェアアーキテクチャや設計における最下位(最小単位)。

図表1:A-SPICEに定義された用語(一部)

ISO 26262との違い

 A-SPICEの構成を参照する時によく比較・混同される規格がISO 26262(自動車向け機能安全規格)です。A-SPICEとISO 26262は、自動車の開発において高品質かつ安全なシステムを構築するための補完関係にありますが、その役割は図表2のように異なります。

規格

焦点/判定基準

目的

適用範囲

A-SPICE

プロセスの能力
 (Process Capability) 
→能力レベル0~5で評価

「どうやって」開発するか、そのプロセスの成熟度を評価・改善

組織が開発する全てのE/Eシステム・ソフトウェア

ISO 26262

機能安全 
(Functional Safety)
→ASIL等級で認証

「何を」達成すべきか、安全目標を達成するための要求事項とライフサイクルを規定

ハザード(危険事象)につながる可能性のあるE/Eシステム・ソフトウェア

図表2:A-SPICEとISO 26262の違い

 ISO 26262は、安全要求を達成するための体系的な開発プロセスを要求します。A-SPICEで高いレベル(例: レベル3、3章で後述)を達成していることは、この「体系的な開発プロセス」が適切に定義・管理されていることを示す強力な証拠となり、機能安全の達成をサポートする基盤に成り得ます。

A-SPICEのプロセスと構造

A-SPICEのプロセスモデルは、関連性の高いプロセスをドメインごとに分類し、それぞれを3つの色(図表3)で表現しています。主要ライフサイクルプロセス、組織ライフサイクルプロセス、および支援ライフサイクルプロセスの3つのプロセスカテゴリーで構成されます。

A-SPICE V3.1 から V4.0 への改訂において、ドメインが大幅に再編・拡張されていますが、その詳細は別項で説明します。

プロセス参照モデル(PRM: Process Reference Model)

A-SPICE の説明では、図表3に示すような PRM 全体の概要図(開発プロセス全体)がよく用いられます。各プロセスは、図表4に示すとおり、プロセス ID、プロセス名、プロセス目的、プロセス成果によって定義されています。

図表3:A-SPICEプロセス参照モデルの概要(A-SPICE®. 4.0本文から抜粋)
図表3:A-SPICEプロセス参照モデルの概要(A-SPICE®. 4.0本文から抜粋)
図表4:A-SPICEプロセス参照モデルの例(A-SPICE®. 4.0 SYS.1要求抽出)
図表4:A-SPICEプロセス参照モデルの例(A-SPICE®. 4.0 SYS.1要求抽出)

プロセスアセスメントモデル(PAM:Process Assessment Model)

上記PRMに基づき、プロセスの能力を評価するための具体的な評価指標として、WP(Work Product/アウトプット情報項目)、BP(Base Practice/基本プラクティス)とGP(Generic Practice/共通プラクティス)で定義されます(図表5)。詳細は次項で説明します。

図表5:A-SPICEプロセスアセスメントモデルの例(A-SPICE®. 4.0 SYS.1領域のBPとGP2.1の抜粋)
図表5:A-SPICEプロセスアセスメントモデルの例(A-SPICE®. 4.0 SYS.1領域のBPとGP2.1の抜粋)

A-SPICEのプロセス能力レベルと評価基準

A-SPICEでは、プロセスの達成度や成熟度を6段階の能力レベルで評価します。この能力レベルは、プロセス属性(PA:Process Attribute)で定義され、プロセスが組織内でどれだけ体系的に実施され、管理・改善されているかを示します(図表6)。

能力レベル

名称

定義

プロセス属性
(Process Attributes)

レベル0

不完全 (Incomplete)

プロセスが実施されていない、または目的の達成が確認できない。

N/A

レベル1

実施 (Performed)

プロセスが実施され、その目的が達成されている。

PA 1.1 プロセス実施

レベル2

管理 (Managed)

プロセスの実施が計画され、監視され、調整されている。作業成果物が適切に定義され、管理されている。

PA 2.1 実施管理

PA 2.2 作業成果物管理

レベル3

確立 (Established)

組織で標準化された定義済みプロセスが用いられ、プロジェクトに合わせてテーラリング(調整)して使用されている。

PA 3.1 プロセス定義

PA 3.2 プロセス展開

レベル4

予測 (Predictable)

プロセスが定量的に管理され、設定された目標値内での動作が保証されている。

PA 4.1 定量的分析

PA 4.2 定量的制御

レベル5

最適化 (Optimizing)

プロセスパフォーマンスの向上に関して、継続的な改善が実施されている。

PA 5.1 プロセス革新

PA 5.2 プロセス最適化

図表6:A-SPICEのプロセス能力レベル(6段階)

評価基準の構成要素

実際に「能力レベル」がどのように判定されるのか、その評価基準の構成要素を整理します。各プロセスで求められる活動(BP)、その証跡となる成果物(WP)、そして管理の質を示すGPがどう組み合わさるのか、その仕組みを解説します(図表7)。

評価基準の構成要素

概要

BP(Base Practice/基本プラクティス)

特定のプロセスの目的を達成するために必須とされる具体的な活動で、レベル1の達成に必要。

WP(Work Product/作業成果物)

プロセスによって生成される文書、コード、設計書などの成果物のことで、これらの特性(Characteristics)を評価する。

GP(Generic Practice/共通プラクティス)

プロセス能力レベルの向上に寄与する全てのプロセスに共通して適用される活動(例:プロセスの計画と実行、作業成果物の管理)。レベル2以上を評価する指標となる。

図表7:評価基準の構成要素

N-P-L-F 評価スケール

各能力レベルは次の4段階の達成度で評価します。レベルごとに決まっているLやFの達成度基準によって最終的にレベルが確定します。例えば、SYS.1プロセスのレベル1に対する評価値がPだった場合、レベル1の未達成となり、結果的にSYS.1プロセスのレベルは0となります(図表8)。

評価値

意味

達成度

N

Not achieved(未達成)

0~15%

P

Partially achieved(部分的達成)

15~50%

L

Largely achieved(概ね達成)

50~85%

F

Fully achieved(完全達成)

85~100%

図表8:N-P-L-F 評価スケール

A-SPICEのモデルと開発モデル

A-SPICEのSYS、SWE、HWE、MLE領域(以下ENGプロセス)は、自動車開発で一般的に用いられるV字モデルに準拠して設計されています。その例を図表9、10にまとめました。

V字モデルは、開発の上流工程(左辺:要求分析・設計・実装)と下流工程(右辺:ユニット/コンポーネント・統合・システムでの検証と妥当性確認)を対応付けるモデルです。A-SPICEのENGプロセスは、このV字モデルの各フェーズに対して、必須の活動(BP)と成果物(WP)を定義することで、要求から検証へのトレーサビリティと、各ステップでの品質確保を促します。

V字モデルのフェーズ

A-SPICE プロセス例

左辺(分解/仕様化)

SYS.2システム要求分析
SWE.1ソフトウェア要求分析、SWE.2ソフトウェアアーキテクチャ設計
HWE.1ハードウェア要求分析、HWE.2ハードウェア設計 
MLE.1機械学習要求分析、MLE.2機械学習アーキテクチャ

実装(Vの底)

SYS.3システムアーキテクチャ設計
SWE.3ソフトウェア詳細設計とユニット構築

右辺(統合/検証)

SYS.4システム統合検証、SYS.5システム検証
SWE.4ソフトウェアユニット検証、SWE.5ソフトウェアコンポーネント検証
SWE.6ソフトウェア検証
HWE.3ハードウェア設計に対する検証、HWE.4ハードウェア要求に対する検証
MLE.3機械学習トレーニング、MLE.4機械学習モデルテスト

図表9:V字モデルのフェーズとA-SPICE プロセス例

図表10:A-SPICEプロセス参照モデルのV字モデル例(A-SPICE®. 4.0 付録C.1 「プラグイン」コンセプトから抜粋)
図表10:A-SPICEプロセス参照モデルのV字モデル例(A-SPICE®. 4.0 付録C.1 「プラグイン」コンセプトから抜粋)

関連記事:V字モデルとは?特徴やメリット・デメリットを解説

A-SPICEの認証・資格

A-SPICEは、ISO 9001のような組織に対する認証規格ではなく、特定のプロセスの能力を評価(アセスメント)するためのモデルです。

組織評価(アセスメント)

対象組織は、独立した評価機関によって認定されたアセッサー(intacs™認定アセッサー)によるアセスメントを受けます。アセッサーは組織内のアセッサーの場合もあれば外部組織のアセッサーである場合もあります。

アセスメントでは、アセッサーから対象となるプロセス(例: SWE.1、 SWE.6、 SUP.1など)ごとに、プロセス能力レベル(0〜5)のどれを達成しているかという形で評価結果が示されます。一般的なOEMの評価基準では、レベル2~3以上の達成が求められます。

intacs™ (International Assessor Certification Scheme)とは

A-SPICEアセスメントの品質を保証するため、アセッサー(評価者)はintacs™に基づいた組織でトレーニングを受け、資格を取得します。

資格には、Process Expert (プロセスエキスパート)、Provisional Assessor(仮アセッサー)、Competent Assessor(コンピテントアセッサー)、Principal Assessor(主席アセッサー)などがあり、アセスメントの実施やリードを行うための要件が定められています。詳細はintacsサイトをご参照ください。

A-SPICE最新版の情報

開発現場に直結する、A-SPICE V4.0の最新動向を解説します。旧バージョン(V3.1)からの大きな変更ポイントを整理し、これからの開発において意識すべき「新しい標準」の要点を確認します(図表11)。

バージョン

公開時期

主要な変更点

影響範囲

V3.0

2015年

・ISO/IEC 33000シリーズに対応
・HISスコープ(主要9プロセス)が標準化

プロセス評価基準が国際規格に準拠

V3.1

2017年11月

・V3.0の明確化と修正
・用語と説明文の改善

多くのOEMで長期間にわたり評価基準として採用

V4.0

2023年11月

・メジャーリビジョンアップドメインの大幅な拡張(HWE、 MLE、 CSEなど)
・プロセス構造の抜本的再編成

ソフトウェア限定からCPS全体の評価へ。将来的な標準評価基準となる見込み

図表11:バージョン変遷と変更履歴

A-SPICE 4.0の特徴と変更点

V4.0は、自動車のE/Eシステム開発の複雑化、SDV(Software Defined Vehicle)化、そしてアジャイル開発手法の導入といった近年の業界動向に対応するために、抜本的な変更が加えられました(図表12)。主な変更点は以下の4つです。

1)ドメインの拡張と統合システムへの対応

従来のソフトウェア(SWE)中心から、ハードウェア(HWE)や自動運転で重要な機械学習(MLE)のドメインが追加されました。これにより、システム全体の品質をA-SPICEの枠組みで評価可能になりました。

2)サイバーセキュリティ(CSE)への対応

国連法規(UN-R 155)への対応が必須となる中、サイバーセキュリティエンジニアリング(CSE)ドメインが新設されました。CSMS(サイバーセキュリティ管理システム)の構築とプロセスの能力評価を支援します。

3)「テスト」から「検証(Verification)」への進化

V3.1に存在したSUP.2 検証プロセスが廃止されました。

検証の概念が各エンジニアリングプロセス(SWE.4、SYS.4など)に統合され、「テスト」だけでなく、静的解析、シミュレーション、計算、測定といったより広範な検証アプローチを含むように改訂されました。これは、HWEやMLEといったドメインが追加されたこととも関連しています。

4)アジャイル開発への適応

アジャイル開発手法が適用しやすいように、プロセスの記述や作業成果物(WP)の定義が柔軟になり、開発手法に過度に依存しない形へと調整されました。

プロセスカテゴリー

V3.1 (主要な構成)

V4.0 (主要な構成)

戦略的な変更点

主要ライフサイクル

ACQ, SPL, SYS, SWE

ACQ, SPL, SYS, SWE, HWE, MLE, VAL

E/Eシステム全体を包含するためのドメイン拡張

支援ライフサイクル

SUP.1, SUP.2 (検証), SUP.4, SUP.7-10

SUP.1, SUP.8-11 (SUP.2, SUP.4, SUP.7廃止)

機械学習データ管理(SUP.11)を追加し、検証活動の各エンジニアリングプロセスを統合

エンジニアリング用語

Test, Verification

Verification, Validation

検証概念の拡大(テスト以外の手段を含む)と、妥当性確認(VAL)を分離

図表12:V3.1とV4.0の主要な構成に対する変更内容

A-SPICEの業界動向の事例

各OEMがサプライヤーに求める具体的な能力レベルの傾向や、実際のプロジェクトでの活用事例を通じ、業界の最新動向を説明します。

OEMによるA-SPICE適用の要件化

欧州・日本・米国の主要な自動車OEMは、サプライヤーに対して、特定の重要プロセス群(多くはHISスコープやその拡張プロセス)で能力レベル2またはレベル3以上の達成を事実上の取引条件としています。これは、プロセスの成熟度が製品の品質と直結するという認識が業界全体で定着しているためです。

分散開発とグローバル展開

開発のグローバル化やアウトソーシングが進む中、A-SPICEは異なる拠点間やサプライヤー間で共通の品質言語として機能しています。OEMはA-SPICEを通じて、国境を越えた開発プロジェクトの品質を均一に評価・管理します。

次世代技術への適用

機能安全(ISO 26262)に加え、サイバーセキュリティ(UN-R 155, CSE)、そしてAI/機械学習(MLE)といった次世代の重要領域がV4.0で取り込まれたことで、A-SPICEは単なるECUソフトウェアの品質保証モデルから、自動車のE/Eシステム全体の品質と安全、セキュリティの基盤を支える包括的な評価モデルへと役割を拡大しています。

SDVの品質を支えるA-SPICE

SDV(Software Defined Vehicle)の時代において、A-SPICEの内容を理解して開発に臨むことは、もはや当然のことだと言っても過言ではありません。高いレベルのプロセスで開発されたソフトウェアは、その品質も高くなるという効果が期待できます。

そこで本記事ではA-SPICEの概要について、特に押さえておくべき基本的な特徴をコンパクトにまとめて説明しました。A-SPICEの規格本文を参照される前に、本資料が理解の一助となれば幸いです。

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